JP2009271526A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液晶表示装置に関し、より詳細には、コントラストと光効率とを向上させる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device that improves contrast and light efficiency.
近年ディスプレイ装置は、携帯の可能な薄型の平板ディスプレイ装置に急速に置き換わっている。平板ディスプレイ装置の中でも液晶表示装置は、低電力を消費する長所を持っていて、次世代ディスプレイ装置として注目されている。また身体に有害な電磁波が少なく発生するという長所がある。 In recent years, display devices have been rapidly replaced by portable thin flat display devices. Among flat panel display devices, liquid crystal display devices have the advantage of consuming low power, and are attracting attention as next-generation display devices. It also has the advantage of generating less electromagnetic waves harmful to the body.
一方、液晶表示装置は自発光型平板ディスプレイ装置ではないため、別途の光源を必要とする。別途の光源としてバックライトが使われる。しかし、バックライトで発生した光が液晶層に伝えられる途中で損失して光効率が高くない。特にバックライトと液晶層との間に介する偏光層のために光損失がさらに大きい。 On the other hand, since the liquid crystal display device is not a self-luminous flat panel display device, a separate light source is required. A backlight is used as a separate light source. However, the light generated by the backlight is lost while being transmitted to the liquid crystal layer, and the light efficiency is not high. In particular, the optical loss is even greater because of the polarizing layer interposed between the backlight and the liquid crystal layer.
また液晶表示装置に光効率のために反射型偏光板を使用することもあるが、この場合、外光の反射によってコントラストが減少する。 In some cases, a reflection type polarizing plate is used in the liquid crystal display device for light efficiency. In this case, contrast is reduced by reflection of external light.
本発明は、液晶層とバックライトとの間に反射面と吸収面とを備える偏光層を備えてコントラストと光効率とを向上させることができる液晶表示装置を提供できる。 The present invention can provide a liquid crystal display device that includes a polarizing layer having a reflection surface and an absorption surface between a liquid crystal layer and a backlight, and can improve contrast and light efficiency.
本発明は、バックライトと、前記バックライト上に配された液晶層と、前記バックライトと前記液晶層との間に配される第1偏光層と、前記液晶層の前記バックライトに向かう面の反対側に配される第2偏光層と、を備え、前記第1偏光層の前記バックライトに向かう面は反射面を備え、反対側の面は吸収面を備える液晶表示装置を開示する。 The present invention provides a backlight, a liquid crystal layer disposed on the backlight, a first polarizing layer disposed between the backlight and the liquid crystal layer, and a surface of the liquid crystal layer facing the backlight. A liquid crystal display device including a second polarizing layer disposed on the opposite side of the first polarizing layer, a surface of the first polarizing layer facing the backlight including a reflecting surface, and an opposite surface including an absorbing surface.
本発明において、前記バックライトの面のうち、前記第1偏光層に向かう面の反対面に配された反射膜をさらに備える。 In the present invention, a reflective film disposed on the surface of the backlight opposite to the surface facing the first polarizing layer is further provided.
本発明において、前記反射膜と前記バックライトとの間に配された1/4波長位相差層をさらに備える。 In the present invention, a quarter wavelength retardation layer is further provided between the reflective film and the backlight.
本発明の他の側面によれば、バックライトと、前記バックライト上に配された液晶層と、前記バックライトと前記液晶層との間に配され、複数のグリッドと吸収部材とを備える第1偏光層と、前記液晶層の前記バックライトに向かう面の反対側に配される第2偏光層と、を備え、前記第1偏光層のグリッドは、金属を含んで前記バックライトに向かって配され、前記吸収部材は、誘電物質を含んで前記液晶層と前記グリッドとの間に配される液晶表示装置を開示する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a backlight, a liquid crystal layer disposed on the backlight, a plurality of grids and an absorbing member disposed between the backlight and the liquid crystal layer. One polarizing layer, and a second polarizing layer disposed on the opposite side of the surface of the liquid crystal layer facing the backlight, and the grid of the first polarizing layer includes a metal and faces the backlight. Disclosed is a liquid crystal display device in which the absorbing member includes a dielectric material and is disposed between the liquid crystal layer and the grid.
本発明において、前記吸収部材は、前記グリッドと同じパターンでグリッド上に積層される形態である。 In this invention, the said absorption member is a form laminated | stacked on a grid with the same pattern as the said grid.
本発明において、前記吸収部材は、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)またはルテニウムを含む材料で形成される。 In the present invention, the absorbing member is formed of a material containing cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe), or ruthenium.
本発明において、前記吸収部材は、有機物を含む。 In the present invention, the absorbing member contains an organic substance.
本発明において、前記吸収部材は、無機物を含む。 In the present invention, the absorbing member includes an inorganic substance.
本発明において、前記吸収部材は金属をさらに含み、前記金属と前記誘電物質とは混合物をなす。 In the present invention, the absorbing member further includes a metal, and the metal and the dielectric material form a mixture.
本発明のさらに他の側面によれば、バックライトと、前記バックライト上に配された液晶層と、前記バックライトと前記液晶層との間に配されて複数のグリッドを備える第1偏光層と、前記液晶層の前記バックライトに向かう面の反対側に配される第2偏光層と、を備え、前記グリッドは、誘電物質を含む第1成分と金属を含む第2成分とを含み、前記第1成分及び第2成分は、前記グリッドの厚さ方向に濃度勾配を持ち、前記第1成分は前記液晶層に向かう方向へ行くほど含有量が増加し、前記第2成分は前記バックライトに向かう方向へ行くほど含有量が増加する液晶表示装置を開示する。 According to still another aspect of the present invention, a backlight, a liquid crystal layer disposed on the backlight, and a first polarizing layer including a plurality of grids disposed between the backlight and the liquid crystal layer And a second polarizing layer disposed on the opposite side of the surface of the liquid crystal layer facing the backlight, and the grid includes a first component including a dielectric material and a second component including a metal, The first component and the second component have a concentration gradient in the thickness direction of the grid, the content of the first component increases toward the liquid crystal layer, and the second component is the backlight. Disclosed is a liquid crystal display device in which the content increases in the direction toward the.
本発明において、前記第1成分は、SiOx(x≧1)、SiNx(x≧1)、MgF2、CaF2、Al2O3、SnO2、ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO及びIn2O3からなる群から選択されたいずれか一つを含む。 In the present invention, the first component is SiOx (x ≧ 1), SiNx (x ≧ 1), MgF 2 , CaF 2 , Al 2 O 3 , SnO 2 , ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide). ), ZnO and any one selected from the group consisting of In 2 O 3 .
本発明において、前記第2成分は、Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Cr、Mo、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu及びPtからなる群から選択されたいずれか一つを含む。 In the present invention, the second component is selected from the group consisting of Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Si, Cr, Mo, Ge, Y, Zn, Zr, W, Ta, Cu, and Pt. Including any one.
本発明において、前記グリッドは、所定の間隔で離隔してストライプ状にパターニングされる。 In the present invention, the grids are patterned in stripes spaced apart at a predetermined interval.
本発明は、液晶層とバックライトとの間に反射面と吸収面とを備える偏光層を備え、外光の反射を防止してコントラスト及び視認性を向上でき、バックライトから出る光源の効率を向上させて液晶表示装置の輝度を向上させることができる。 The present invention includes a polarizing layer having a reflection surface and an absorption surface between a liquid crystal layer and a backlight, can prevent reflection of external light, improve contrast and visibility, and improve the efficiency of the light source emitted from the backlight. The luminance of the liquid crystal display device can be improved.
以下、添付した図面に図示された本発明に関する実施形態を参照して、本発明の構成及び作用を詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention illustrated in the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に関する液晶表示装置を示した概略的な斜視図であり、図2は、図1のII−II線の断面図である。図3は、図2のAを拡大した図面である。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of A of FIG.
図1及び図2を参照すれば、本発明の一実施形態に関する液晶表示装置100は、バックライト300、液晶層260、第1偏光層220及び第2偏光層290を備える。
1 and 2, the liquid crystal display device 100 according to an embodiment of the present invention includes a
図1及び図2を参照すれば、液晶表示装置100は、液晶表示パネル200及び液晶表示パネル200に光を供給するバックライト300を備える。液晶表示パネル200には、画像信号を伝達する軟性印刷回路基板(Flexible Printed Circuit:FPC)205が取り付けられている。液晶表示パネル200の後方にはバックライトユニット300が配される。
1 and 2, the liquid crystal display device 100 includes a liquid
バックライト300は、連結ケーブル305を通じて電源を供給され、バックライト300の前面を通じて光を放出する。図1及び図2に、バックライト300から放出された光を矢印で図示した。バックライト300から放出された光は液晶表示パネル200に供給される。
The
バックライト300の液晶層260に向かう面の反対面には、反射膜320が配される。反射膜320は、バックライト300から放出される光を液晶層260に向かわせて光効率を向上させる。反射膜320とバックライト300との間には1/4波長位相差層310が配される。
A
一方、液晶表示パネル200は、液晶層260及び液晶層260の両端に配される第1偏光層220並びに第2偏光層290を備える。図2を参照して具体的に説明する。液晶表示パネル200は第1基板210を備える。第1基板210は透明基板で形成する。第1基板210はSiO2を主成分とする透明なガラス材質であってもよく、透明なプラスチックであってもよい。
Meanwhile, the liquid
第1基板210の面のうち、バックライト300に向かう面に第1偏光層220を形成する。図2のAの拡大図である図3には、第1偏光層220の具体的な構成が図示されている。第1偏光層220は、吸収面221及び反射面222を備える。第1偏光層220の面のうち、バックライト300に向かう面は反射面222であり、その反対面、すなわち、第1基板210に向かう面は吸収面221である。
The first polarizing
反射面222を形成する反射物質を形成した後、その上に吸収面221を形成する吸収物質を形成する。次いで、これらを一括的にパターニングして第1偏光層220を形成できる。しかし、第1偏光層220の製法がこれに限定されるものではない。吸収面221を形成してからその面に反射面222を形成する物質をドーピングして第1偏光層220を形成するなど、多様な製法を利用して第1偏光層220を形成できる。
After the reflective material for forming the
第1基板210の他面、すなわち、第1偏光層220が形成された面の反対面上にはバッファ層211が形成される。バッファ層211は、第1基板210の平滑性を確保して不純元素の流出を防止するために形成する。バッファ層211は、SiO2及び/またはSiNxなどで形成できる。
A
バッファ層211上には活性層231が所定のパターンで形成される。活性層231上にはゲート絶縁膜232が形成され、ゲート絶縁膜232上にはゲート電極233が所定のパターンで形成される。ゲート電極233上には、ゲート電極233を覆うように層間絶縁膜234が形成される。層間絶縁膜234が形成された後には、ドライエッチングなどの工程により、ゲート絶縁膜232と層間絶縁膜234とをエッチングして、活性層231の領域が露出されるようにコンタクトホールを形成する。コンタクトホールを通じて活性層231と電気的に連結されるように、ソース電極235とドレイン電極236とが形成される。ソース電極235及びドレイン電極236を覆うようにパッシベーション膜240が形成され、パッシベーション膜240上に平坦化膜250が形成される。平坦化膜250及びパッシベーション膜240をエッチングして、ソース電極235またはドレイン電極236と電気的に連結されるように、所定のパターンで第1電極255を形成する。
An
第1基板210と対向するように第2基板280が配される。第2基板280は、第1基板210と同様に透明な成分で形成される。第1基板210と第2基板280との間には、液晶層260が配される。第2基板280の下面にはカラーフィルター層285が形成される。カラーフィルター層285の下面には第2電極275が形成され、第1電極255と第2電極275との互いに対向する面には、液晶層260に配向する第1配向層271と第2配向層272とが形成される。
A
第2基板280の外部に向かう上面には、第2偏光層290が形成される。第2偏光層290は吸収偏光層として作用する。そのために位相変換層を備えることができる。第2偏光層290上には、外部から加えられる力による破損を防止するために保護フィルム295が形成される。
A second
カラーフィルター層285と平坦化膜250との間には液晶層260を区画するスペーサ265が形成される。
A
図2にはTFT−LCDを例示したが、本発明の液晶表示パネル200がこれに限定されるものではない。
Although FIG. 2 illustrates a TFT-LCD, the liquid
液晶表示装置100の作動原理について簡単に説明すれば、ゲート電極233、ソース電極235、ドレイン電極236により制御された外部信号により、第1電極255と第2電極275との間に電位差が形成され、電位差により液晶層260の配列が決定され、液晶層260の配列によってバックライト300から供給される可視光線が遮蔽または通過される。通過された光がカラーフィルター層285を通過しつつ色を帯びるようになって画像を具現する。
The operation principle of the liquid crystal display device 100 will be briefly described. A potential difference is formed between the
本発明の一実施形態に関する液晶表示装置100の第1偏光層220は、バックライト300と液晶層260との間に配される。第1偏光層は、液晶層260に向かう面に吸収面221を備える。液晶表示装置100の使用時、液晶層260を通じて入射された外部の光線は第1偏光層220に達する。
The first
この時、第1偏光層220の吸収面221によって外部光線の反射を防止する。結果的に、液晶表示装置100のコントラストを向上させる。また第1偏光層220のバックライト300に向かう面は反射面222を備える。
At this time, reflection of external light is prevented by the
バックライト300から放出された光は、方向性なく無作為で広がる性質がある場合が多い。すなわち、液晶層260に向かって進む光もあるが、その逆方向に進む光も存在する。液晶層260と逆方向に進む光が多くなれば、光の効率が低くなりうる。
The light emitted from the
しかし、本発明はバックライト300から放出された光が液晶層260と逆方向に進んでも、反射膜320で反射されて液晶層260に向かうようになるので光効率が低くならない。
However, in the present invention, even if light emitted from the
具体的には、バックライト300から放出された光が液晶層260に向かって進む途中で第1偏光層220に達すれば、光の成分のうち、第1偏光層220の透過軸による方向の成分が第1偏光層220を透過して液晶層260に向かう。
Specifically, if the light emitted from the
また第1偏光層220に達した光の成分のうち、第1偏光層220の反射軸に沿う方向の成分、すなわち、透過軸と直交する方向の成分は反射される。第1偏光層220で反射した光は、1/4波長の位相差層310を通過しつつ一方向に回転する円偏光に変換される。これらの一方向に回転する円偏光は、反射膜320で反射されて他方向に回転する円偏光に変換される。他方向に回転する円偏光は、1/4波長の位相差層310を通過しつつ第1偏光層220の反射軸と直交する方向の直線偏光に変換される。直線偏光は第1偏光層220の透過軸方向と同一であって、第1偏光層220を透過して液晶層260に向かう。
Of the light components reaching the first
このような光の循環効果を利用して、バックライト210から放出された外光を最大限液晶層260に向かわせて光効率を向上させる。
Utilizing such a light circulation effect, the external light emitted from the
また本発明の第1偏光層220は、その一面が吸収面221であり、他面は反射面222で形成されて外光の反射を防止し、バックライトの効率を向上させる。吸収機能と反射機能とを持つ面を一面と他面とに備えるので、吸収機能偏光層と反射機能偏光層とを別個に設置する必要がない。
In addition, the first
図4は、本発明の他の実施形態に関する液晶表示装置を示した概略的な断面図であり、図5は、図4のBを拡大した図面である。図6は、図4の第1偏光層のみを示した概略的な斜視図である。説明の便宜のために前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。同じ参照符号は同じ部材を表す。 FIG. 4 is a schematic sectional view showing a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an enlarged view of B of FIG. FIG. 6 is a schematic perspective view showing only the first polarizing layer of FIG. For convenience of explanation, the description will focus on differences from the above-described embodiment. The same reference numerals represent the same members.
図4を参照すれば、本発明の一実施形態に関する液晶表示装置400は、バックライト500、液晶層660、第1偏光層620及び第2偏光層690を備える。
Referring to FIG. 4, the liquid
図4を参照すれば、液晶表示装置400は、液晶表示パネル600及びバックライト500を備える。
Referring to FIG. 4, the liquid
バックライト500の液晶層660に向かう方向の反対面には反射膜520が配される。反射膜520とバックライト500との間には1/4波長位相差層510が配される。
A
一方、液晶表示パネル600は、液晶層660及び液晶層660の両端に配される第1偏光層620及び第2偏光層690を備える。
Meanwhile, the liquid
液晶表示パネル600は第1基板610を備える。第1基板610の面のうち、バックライト500に向かう面に、第1偏光層620を形成する。図4のB部分の拡大図である図5には、第1偏光層620の具体的な構成が図示されている。
The liquid
第1偏光層620は、複数のグリッド621及び吸収部材622を備える。グリッド621は光を反射できるように金属を含み、バックライト500方向に向かうように配され、吸収部材622は、液晶層660に向かうように配される。図5を参照すれば、吸収部材622は、第1基板610とグリッド621との間に配される。
The first
グリッド621は、電磁波で特定偏光のみを偏光させる目的で平行した導電体線を配列した形態である。グリッド621を形成する導電体には、アルミニウム、銀、クロムなどの金属がある。グリッド621は、各グリッド621間に一定の間隔P1を持つ。そして、このような間隔P1は、グリッド621の性能を決定する重要な要素である。グリッド621間の間隔P1が入射される光の波長に比べて長ければ、グリッド621は偏光機能よりは回折格子の機能を主に行う。一方、グリッド621間の間隔P1が入射される波長の光に比べて短いならば、グリッド621は偏光機能を主に行う。
The
第1偏光層620は吸収部材622を備える。図5を参照すれば、グリッド621と第1基板610との間に吸収部材622が形成される。吸収部材622の厚さT2はグリッド621の厚さT1と異なるが、吸収部材622の間隔P2がグリッド621の間隔P1と同じくなるように同じパターンで形成できる。吸収部材622は反射率の低い物質を使用できる。
The first
吸収部材622は、多様な材料で形成できる。セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、ルテニウムを含むことができる。また誘電物質を含むことができ、誘電物質と金属との混合物を含むことができる。
The absorbing
これらの材料は吸収部材622として優秀な性質を持つ。そのうち、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、ルテニウムの特性を測定した結果のグラフを、図7及び図8に図示した。図7は、前述した材料の可視光線に対する反射率を示すグラフであり、図8は、前述した材料の偏光消滅比を示すグラフである。
These materials have excellent properties as the absorbing
図7及び図8の結果を得るために、図5及び図6のような構造の第1偏光層620を製作して実験したが、この時、グリッド621の周期P1は、100nm、幅W1は50nm、厚さT1は100nmとし、吸収部材622の周期P2は100nm、幅W2は50nm、厚さT2は100nmとした。
In order to obtain the results of FIGS. 7 and 8, the first
図7の横軸は、可視光線の波長帯を表し、縦軸は反射率を表す。図7を参照すれば、アルミニウムの場合、可視光線に対する反射率が青色、緑色、赤色いずれも50%以上の値を表す。しかし、本発明の一実施形態に関する第1偏光層620に備えられる吸収部材622を使用すれば、可視光線の反射率は、アルミニウムの場合と比較すれば、ほぼ半分レベルに低くなる。下の表1は、図3の正確な数値を示す表である。
表1から分かるように、CdSe、CdTe、ルテニウムいずれも可視光線のあらゆる波長帯で30%以下の低い反射率を表す。 As can be seen from Table 1, CdSe, CdTe, and ruthenium all exhibit a low reflectance of 30% or less in all visible light wavelength bands.
図8を参照すれば、偏光消滅比もアルミニウムに比べて吸収部材が優秀であることが分かる。図8の横軸は可視光線の波長帯を表し、縦軸は偏光消滅比値を表す。偏光消滅比は、S偏光が入射する時に入射されるS波と透過されるS波との光パワーの比であって、高い値を持つほど偏光性能が優秀である。次の表2は、図8の正確な数値を示す表である。
表2から分かるように、吸収部材622のうち、CdSe、CdTeはアルミニウムに比べて2倍以上の偏光消滅比値を表し、ルテニウムは1000倍以上の偏光消滅比値を表す。
As can be seen from Table 2, in the absorbing
前述したように吸収部材622は誘電物質を含むことができる。吸収部材622は、有機物または無機物を含む多様な誘電物質を使用できる。無機物で吸収部材622を形成する場合に、SiOx(x≧1)、SiNx(x≧1)、MgF2、CaF2、Al2O3、SnO2、ITO、IZO、ZnO、In2O3、Cr2O3、Ag2O、TiO2、Ta2O5、HfO2、及び窒化物などの材料を利用できる。
As described above, the absorbing
有機物で吸収部材622を形成する場合、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PETまたはPETE)、ポリアミド(PA)、ポリエステル、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリウレタン(PU)などの材料を利用できる。また銅フタロシアニン(CuPc:copper phthalocyanine)、N,N−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン(NPB)、トリス−8−ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3)のような低分子有機物も使用できる。
When the absorbing
また吸収部材622は金属を含み、金属と誘電物質とが混合物をなすように形成できる。すなわち、金属と誘電物質とを共蒸着して党混合物を形成して、反射率が低くて吸収係数の高い低反射率部材を形成できる。金属は、Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Cr、Mo、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu、Ptなどの物質でありうる。金属と混合物をなす誘電物質は、有機物、無機物、有機物と無機物との化合物でありうる。
Further, the absorbing
金属と混合物をなす無機物は、SiOx(x≧1)、SiNx(x≧1)、MgF2、CaF2、Al2O3、SnO2、ITO、IZO(indium zinc oxide)、ZnO、In2O3、Cr2O3、Ag2O、TiO2、Ta2O5、HfO2、及び窒化物などの材料でありうる。 Inorganic materials that form a mixture with metals include SiOx (x ≧ 1), SiNx (x ≧ 1), MgF 2 , CaF 2 , Al 2 O 3 , SnO 2 , ITO, IZO (indium zinc oxide), ZnO, In 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Ag 2 O, TiO 2 , Ta 2 O 5 , HfO 2 , and nitride materials.
金属と混合物をなす有機物は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PETまたはPETE)、ポリアミド(PA)、ポリエステル、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリウレタン(PU)などの高分子材料でありうる。また銅フタロシアニン(CuPc)、N,N−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン(NPB)、トリス−8−ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3)のような低分子有機物も使用できる。そして、前述した有機物と無機物との化合物を金属と混合して吸収部材622を形成できる。
Organic materials that are mixed with metals include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET or PETE), polyamide (PA), polyester, polyvinyl chloride (PVC), polycarbonate (PC), It can be a polymer material such as acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyvinylidene chloride (PVDC), polytetrafluoroethylene (PTFE), polymethyl methacrylate (PMMA), polylactic acid (PLA), polyurethane (PU), etc. . Also used are low-molecular organic substances such as copper phthalocyanine (CuPc), N, N-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine (NPB), tris-8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3) it can. Then, the absorbing
吸収部材622は、グリッド621上に形成されてグリッド621の上面を覆う。すなわち、このような構造の第1偏光層620に外光が入射される時、外光が金属のグリッド621上で反射することを吸収部材622が止める。このような効果のために、吸収部材622の幅W2は、グリッド621の幅W1と同じくすることができる。
The absorbing
図6には、第1偏光層620が一定の間隔で線形でパターニングされた形態で図示されている。このような構造を形成するために、図示していないが、第1基板610上に吸収部材622を形成する物質を塗布した後、グリッド621を形成するための導電体物質を塗布し、次いで、マスクを利用したパターニングを行ってこのような構造を容易に得ることができる。
FIG. 6 illustrates the first
また下部に置かれたバックライト500上にグリッド621を形成するための物質を塗布してから、吸収部材622を形成する物質を塗布した後でパターニングすることできる。
Further, after applying a material for forming the
第1基板610の他面、すなわち、第1偏光層620が形成された面の反対面上にはバッファ層611が形成される。バッファ層611上には活性層631が所定のパターンで形成され、活性層631上にはゲート絶縁膜632が形成され、ゲート絶縁膜632上には、ゲート電極633が所定のパターンで形成される。
A
ゲート電極633上には層間絶縁膜634が形成される。層間絶縁膜634が形成された後にはコンタクトホールを形成し、コンタクトホールを通じて活性層631と電気的に連結されるように、ソース電極635とドレイン電極636とが形成される。ソース電極635及びドレイン電極636を覆うようにパッシベーション膜640が形成され、パッシベーション膜640上に平坦化膜650が形成される。ソース電極635またはドレイン電極636と電気的に連結されるように、所定のパターンで第1電極655を形成する。
An interlayer insulating
第1基板610と対向するように第2基板680が配される。第1基板610と第2基板680との間には液晶層660が配される。第2基板680の下面にはカラーフィルター層685が形成される。カラーフィルター層685の下面には第2電極675が形成され、第1電極655と第2電極675との互いに対向する面には、液晶層660に配向する第1配向層671と第2配向層672とが形成される。
A
第2基板680の外部に向かう上面には第2偏光層690が形成される。第2偏光層690は吸収偏光層として作用する。そのために位相変換層を備えることができる。第2偏光層690上には保護フィルム695が形成される。カラーフィルター層685と平坦化膜650との間には、液晶層660を区画するスペーサ665が形成される。
A second
本実施形態に関する液晶表示装置400の第1偏光層620は、バックライト500と液晶層660との間に配される。第1偏光層620は、液晶層260に向かう方向には吸収部材622を備える。
The first
液晶表示装置400の使用時、液晶層660を通じて入射された外部の光線は第1偏光層620に達する。この時、第1偏光層620の吸収部材622によって外部光線の反射を防止する。結果的に、液晶表示装置400のコントラストを向上する。
When the liquid
また、第1偏光層620のバックライト500に向かう方向には金属を含むグリッド621を備える。バックライト500から放出された光がグリッド621に達して反射され、かつ、反射された光は再び反射膜520で反射され、光効率が向上して輝度が向上する。
In addition, a
バックライト500から放出された光が液晶層660に向かって進んでいる途中で第1偏光層620に達すれば、光の成分のうち、第1偏光層620の透過軸に沿う方向の成分が第1偏光層620を透過して液晶層660に向かう。
If the light emitted from the
また第1偏光層620に達した光の成分のうち、第1偏光層620の反射軸に沿う方向の成分、すなわち、透過軸と直交する方向の成分は反射される。第1偏光層620で反射した光は、1/4波長位相差層510を過ぎつつ一方向に回転する円偏光に変換される。これらの一方向に回転する円偏光は反射膜520で反射されて、他方向に回転する円偏光に変換される。他方向に回転する円偏光は、1/4波長位相差層510を過ぎつつ、第1偏光層620の反射軸と直交する方向の直線偏光に変換される。直線偏光は第1偏光層620の透過軸方向と同一であって、第1偏光層620を透過して液晶層660に向かう。
Of the light components reaching the first
このような光の循環効果を利用して、バックライト500から放出された外光を最大限液晶層660に向かわせて光効率を向上させる。
Utilizing such a light circulation effect, the external light emitted from the
特に、バックライト500から放出された光が方向性なしに進む場合、これらの光の循環効果を利用して放出された光が液晶層660に向かうように光を集光して光効率を向上させる。
In particular, when the light emitted from the
図9は、本発明のさらに他の実施形態に関する液晶表示装置を示した概略的な断面図であり、図10は、図9のCを拡大した図面である。図11は、図10のグリッドを拡大した図面であり、図12は、図10のグリッドの厚さ別の第1成分及び第2成分の含有量を比較して図示したグラフである。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an enlarged view of FIG. 9C. FIG. 11 is an enlarged view of the grid of FIG. 10, and FIG. 12 is a graph comparing the contents of the first component and the second component according to the thickness of the grid of FIG. 10.
説明の便宜のために、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。 For convenience of explanation, the description will focus on the points different from the embodiment described above.
図9を参照すれば、本発明の一実施形態に関する液晶表示装置700は、バックライト900、液晶層860、第1偏光層820及び第2偏光層890を備える。
Referring to FIG. 9, the liquid
図9を参照すれば、液晶表示装置700は大きく見て、液晶表示パネル800及びバックライト900を備える。
Referring to FIG. 9, the liquid
バックライト900の液晶層860に向かう方向の反対面には反射膜920が配される。反射膜920とバックライト900との間には、1/4波長位相差層910が配される。
A
一方、液晶表示パネル800は、液晶層860、液晶層860の両端に配される第1偏光層820及び第2偏光層890を備える。
On the other hand, the liquid
液晶表示パネル800は第1基板810を備える。第1基板810の面のうち、バックライト900に向かう面に第1偏光層820を形成する。図9のC部分の拡大図である図10には、第1偏光層820の具体的な構成が図示されている。
The liquid
第1偏光層820は複数のグリッド821を備える。グリッド821は、所定の間隔で離隔してストライプ状にパターニングされうる。
The first
グリッド821は、各グリッド821間に一定の間隔P3を持つ。そして、これらの間隔P3は、グリッド821の性能を決定する重要な要素である。
The
グリッド821間の間隔P3が、入射される光の波長に比べて長ければ、グリッド821は偏光機能よりは回折格子の機能を主に行う。一方、グリッド821間の間隔P3が入射される波長の光に比べて短ければ、グリッド821は偏光機能を主に行う。
If the interval P3 between the
可視光線に対する偏光子として使用するために、グリッド621の幅W3は100ないし500ナノメートル、厚さT3は300ないし500ナノメートルで形成できる。
For use as a polarizer for visible light, the
グリッド821は、第1成分821a及び第2成分821bを備える。グリッド821についての詳細な構造は、図11に図示されている。図11は、図10のグリッド821を拡大して図示した図面である。第1成分821aは誘電物質を含み、第2成分821bは金属を含む。第1成分821aの含有量は、液晶層860に向かう方向へ行くほど増加し、第2成分821bの含有量は、バックライト900に向かう方向へ行くほど増加する。
The
第1成分821aは、SiOx(x≧1)、SiNx(x≧1)、MgF2、CaF2、Al2O3、SnO2などの絶縁透明物質で形成できる。また第1成分821aは、ITO、IZO、ZnOまたはIn2O3の導電性透明物質で形成してもよい。第2成分821bは金属を含む。第2成分821bはFe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Cr、Mo、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、CuまたはPtで形成できる。第1成分821a及び第2成分821bは、グリッド821の厚さ方向に濃度勾配を持つ。
The
図11及び図12を参照すれば、第1基板810に近いほど第1成分821aの含有量は増加し、第1基板810から遠ざかるほど第2成分821bの含有量が増加する。すなわち、第1基板810と隣接した部分では第1成分821aが主に分布し、第1基板810から遠い部分には第2成分821bが主に分布する。外光は図面の上部から入射される。すなわち、液晶層860を通じて第1偏光層820に入射される。第1偏光層820に備えられたグリッド821は、外光に向かう方向へ行くほど誘電物質で形成された第1成分821aが増加する。すなわち、グリッド821は液晶層860の方向である第1基板810へ行くほど不透明な金属から透明な物質に漸進的に変わる。結果的に屈折率差により発生する界面反射を抑制する。外光がグリッド821に入射された時、外光を吸収して外光の反射を防止する。
11 and 12, the content of the
第1成分821aと第2成分821bとが濃度勾配を持つようにグリッド821を形成するために、共蒸着などの方法を利用できる。共蒸着時に第1成分821aと第2成分821bとの蒸着速度を経時的に調節して、第1成分821aと第2成分821bとの含有量が反比例するようにグリッド821を形成できる。
A method such as co-evaporation can be used to form the
第1基板810の他面、すなわち、第1偏光層820が形成された面の反対面上にはバッファ層811が形成される。バッファ層811上には活性層831が所定のパターンで形成され、活性層831上にはゲート絶縁膜832が形成され、ゲート絶縁膜832上にはゲート電極833が所定のパターンで形成される。
A
ゲート電極833上には層間絶縁膜834が形成される。層間絶縁膜834が形成された後にはコンタクトホールを形成し、コンタクトホールを通じて活性層831と電気的に連結されるようにソース電極835とドレイン電極836とが形成される。ソース電極835及びドレイン電極836を覆うようにパッシベーション膜840が形成され、パッシベーション膜840上に平坦化膜850が形成される。ソース電極835またはドレイン電極836と電気的に連結されるように、所定のパターンで第1電極855を形成する。
An interlayer insulating
第1基板810と対向するように第2基板880が配される。第1基板810と第2基板880との間には液晶層860が配される。第2基板880の下面にはカラーフィルター層885が形成される。カラーフィルター層885の下面には第2電極875が形成され、第1電極855と第2電極875との互いに対向する面には、液晶層860に配向する第1配向層871と第2配向層872とが形成される。
A
第2基板880の外部に向かう上面には第2偏光層890が形成される。第2偏光層890は吸収偏光層として作用する。そのために位相変換層を備えることができる。第2偏光層890上には保護フィルム895が形成される。カラーフィルター層885と平坦化膜850との間には、液晶層860を区画するスペーサ865が形成される。
A second
本実施形態に関する液晶表示装置700の第1偏光層820は、バックライト900と液晶層860との間に配される。第1偏光層820は、複数個のグリッド821を備える。グリッド821は、第1成分821a及び第2成分821bを備える。
The first
液晶表示装置700の使用時、液晶層860を通じて入射された外部の光線は第1偏光層820に達する。第1偏光層820のグリッド821は、液晶層860方向へ行くほど不透明な金属から透明な物質に漸進的に変化する。したがって、屈折率差により発生する界面反射を抑制して、外光がグリッド821に入射された時に外光を吸収して外光の反射を防止する。結果的に、コントラストを向上させることができる。
When the liquid
また第1偏光層820のグリッド821は、バックライト900に向かう方向へ行くほど透明な物質から不透明な金属に漸進的に変化する。バックライト900から放出された光がグリッド821に達して反射され、反射された光は再び反射膜920で反射されて、光の循環効果によって光効率が向上して輝度が向上する。
The
バックライト900から放出された光は、方向性なしにランダムに広がる性質がある場合が多い。すなわち、液晶層860に向かって進む光もあるが、その逆方向に進む光も存在する。液晶層860と逆方向に進む光が多くなれば、光の効率が低くなる。
The light emitted from the
しかし、本発明はバックライト900から放出された光が液晶層860と逆方向に進んでも、反射膜920で反射されて液晶層860に向かうので、光効率が低くならない。
However, according to the present invention, even if light emitted from the
具体的にバックライト900から放出された光が液晶層860に向かって進んでいる途中で第1偏光層820に達すれば、光の成分のうち、第1偏光層820の透過軸による方向の成分が第1偏光層820を透過して液晶層860に向かう。
Specifically, if the light emitted from the
また第1偏光層820に達した光の成分のうち、第1偏光層820の反射軸に沿う方向の成分、すなわち、透過軸と直交する方向の成分は反射される。第1偏光層820で反射した光は、1/4波長位相差層910を過ぎつつ一方向に回転する円偏光に変換される。これらの一方向に回転する円偏光は、反射膜920で反射されて他方向に回転する円偏光に変換される。他方向に回転する円偏光は、1/4波長位相差層910を過ぎつつ、第1偏光層820の反射軸と直交する方向の直線偏光に変換される。直線偏光は第1偏光層820の透過軸方向と同一であって、第1偏光層820を透過して液晶層860に向かう。
Of the light components reaching the first
これらの光の循環効果を利用して、バックライト900から放出された外光を最大限液晶層860に向かわせて光効率を向上させる。
Utilizing these light circulation effects, the external light emitted from the
また本発明の第1偏光層820は、その一面は吸収面として作用できる第1成分821aの含有量が多く、他面は反射面として作用できる第2成分821bの含有量が多く形成されて外光の反射は防止し、バックライトの効率は向上させる。吸収機能と反射機能とを行う面をその一面と他面に備えて、吸収機能偏光層と反射機能偏光層とを別途に設置する必要がない。
In addition, the first
本発明は、図面に図示された実施形態を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められねばならない。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, the present invention is merely illustrative, and various modifications and equivalent other embodiments may be made by those skilled in the art. You will understand that. Therefore, the true technical protection scope of the present invention must be determined by the technical idea of the claims.
本発明は、液晶表示装置関連の技術分野に好適に用いられる。 The present invention is suitably used in a technical field related to a liquid crystal display device.
100、400、700 液晶表示装置
200、600、800 液晶表示パネル
205 軟性印刷回路基板
210、610、810 第1基板
211、611、811 バッファ層
220、620、820 第1偏光層
231、631、831 活性層
232、632、832 ゲート絶縁膜
233、633、833 ゲート電極
234、634、834 層間絶縁膜
235、635、835 ソース電極
236、636、836 ドレイン電極
240、640、840 パッシベーション膜
250、650、850 平坦化膜
255、655、855 第1電極
260、660、860 液晶層
265、665、865 スペーサ
271、671、871 第1配向層
272、672、872 第2配向層
275、675、875 第2電極
280、680、880 第2基板
285、685、885 カラーフィルター層
290、690、890 第2偏光層
300,500、900 バックライト
305 連結ケーブル
310、510、910 1/4波長位相差層
320、520、920 反射膜
100, 400, 700 Liquid
Claims (17)
前記バックライト上に配された液晶層と、
前記バックライトと前記液晶層との間に配される第1偏光層と、
前記液晶層の前記バックライトに向かう面の反対側に配される第2偏光層と
を備え、
前記第1偏光層の前記バックライトに向かう面は反射面を備え、反対側の面は吸収面を備える液晶表示装置。 With backlight,
A liquid crystal layer disposed on the backlight;
A first polarizing layer disposed between the backlight and the liquid crystal layer;
A second polarizing layer disposed on the opposite side of the surface of the liquid crystal layer facing the backlight,
The surface of the first polarizing layer facing the backlight includes a reflecting surface, and the opposite surface includes an absorbing surface.
前記バックライト上に配された液晶層と、
前記バックライトと前記液晶層との間に配され、複数のグリッドと吸収部材とを備える第1偏光層と、
前記液晶層の前記バックライトに向かう面の反対側に配される第2偏光層と
を備え、
前記第1偏光層のグリッドは、金属を含んで前記バックライトに向かって配され、前記吸収部材は、誘電物質を含んで前記液晶層と前記グリッドとの間に配される液晶表示装置。 With backlight,
A liquid crystal layer disposed on the backlight;
A first polarizing layer that is disposed between the backlight and the liquid crystal layer and includes a plurality of grids and an absorbing member;
A second polarizing layer disposed on the opposite side of the surface of the liquid crystal layer facing the backlight,
The grid of the first polarizing layer includes a metal and is disposed toward the backlight, and the absorbing member includes a dielectric material and is disposed between the liquid crystal layer and the grid.
前記バックライト上に配された液晶層と、
前記バックライトと前記液晶層との間に配されて複数のグリッドを備える第1偏光層と、
前記液晶層の前記バックライトに向かう面の反対側に配される第2偏光層と
を備え、
前記グリッドは、誘電物質を含む第1成分と金属を含む第2成分とを含み、前記第1成分及び第2成分は、前記グリッドの厚さ方向に濃度勾配を持ち、前記第1成分の含有量は前記液晶層に向かう方向へ行くほど増加し、前記第2成分の含有量は前記バックライトに向かう方向へ行くほど増加する液晶表示装置。 With backlight,
A liquid crystal layer disposed on the backlight;
A first polarizing layer disposed between the backlight and the liquid crystal layer and including a plurality of grids;
A second polarizing layer disposed on the opposite side of the surface of the liquid crystal layer facing the backlight,
The grid includes a first component including a dielectric material and a second component including a metal, and the first component and the second component have a concentration gradient in a thickness direction of the grid, and the first component includes The amount increases as it goes in the direction toward the liquid crystal layer, and the content of the second component increases as it goes toward the backlight.
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